脱硫废水处理工艺

　　脱硫废水处理及资源化的零排放工艺，步骤依次为去除悬浮物、去除废水中镁离子和硫酸根离子、去除废水中的钙离子、管式膜固液分离、离子交换树脂除残余硬度、微电解双极膜装置淡化氯化钠浓水，比较后得到脱硫系统石灰石浆液配置用水及酸和氢氧化钠商品;还公开了其设备，按水流方向安装的装置及部件包括废水收集池、快速澄清分离装置、一级软化装置、二级软化装置、TMF浓水箱、TMF提升泵、TMF系统、TMF产水箱、交换提升泵、离子交换树脂装置、中间产水箱、电解给水泵、微电解双极膜装置和产品水箱;根据脱硫废水水质特点、脱硫系统用水要求将在脱硫系统中属于污染物的物质在其他领域变成有用资源，运行成本低于其他的零排放工艺及设备。

　　权利要求书

　　1.脱硫废水处理及资源化的零排放工艺，其特征在于：包括以下步骤

　　A、废水水质调节

　　将脱硫废水排入废水收集池，使水质波动大的废水调节为均匀的水质;

　　B、分离废水中悬浮物

　　通过快速澄清分离装置将脱硫废水中的悬浮物絮凝组团并快速分离，并通过污泥脱水装置将悬浮物压缩成泥饼;

　　C、一次软化

　　将B步骤中的上清液放入一级软化装置，通过添加氢氧化钙去除水体中的镁和硫酸根离子，直至水体中氯离子降低到1000mg/l以下，硫酸根离子降低到1500mg/l以下，镁离子降低到150mg/l以下，pH达到10.0～11.5;

　　D、二次软化

　　将C步骤处理后的上清液放入二级软化装置，通过二氧化碳和催化剂联合去除废水中的钙离子，直至钙离子的浓度降到100mg/L以下，固体颗粒经自然沉降后，送入污泥脱水装置脱水处理成泥饼;

　　E、过滤

　　通过管式膜过滤装置对D步骤处理后的上清液进行过滤，将固体悬浮物从水中分离出来，过滤后的浓水返回二级软化装置，固体颗粒经自然沉降后，脱水处理;

　　F、去除硬度

　　通过离子交换树脂装置对步骤E处理后的水液进行处理，去除废水中残余的硬度;

　　G、微电解除氯

　　通过微电解双极膜装置对步骤E处理后的氯化钠浓水溶液进行淡化，使废水的浓度降低到1000mg/L以下，出水能够满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求，同时得到酸和氢氧化钠溶液;

　　H、回用

　　步骤H淡化后的废水回用至脱硫系统中作为石灰石浆液配置用水，从而达到零排放。

　　2.一种用于权利要求1所述脱硫废水处理及资源化的零排放工艺的设备，其特征在于，按水流方向顺序安装的装置及部件包括

　　废水收集池(1)、快速澄清分离装置(2)、一级软化装置(3)、二级软化装置(4)、TMF浓水箱(5)、TMF提升泵(8)、TMF系统(9)、TMF产水箱(10)、交换提升泵(11)、离子交换树脂装置(12)、中间产水箱(13)、电解给水泵(14)、微电解双极膜装置(15)和产品水箱(18);

　　所述的废水收集池(1)由收集池和位于收集池内的潜水泵组成，潜水泵出口同时与快速澄清分离装置(2)和一级软化装置(3)的入口相连;

　　所述快速澄清分离装置(2)的上清液出口与一级软化装置(3)的入口相连;

　　所述的一级软化装置(3)具有至少一个加药装置，一级软化装置(3)上清液出口与二级软化装置(4)的入口相连;

　　所述的二级软化装置(4)的上清液出口与TMF浓水箱(5)入口相连;所述的快速澄清分离装置(2)、一级软化装置(3)和TMF浓水箱(5)的底部排放口同时连接污泥泵(6)，污泥泵(6)连接板框压滤机(7)的入口，板框压滤机(7)的出口连接废水收集池(1);

　　所述TMF浓水箱(5)的出口与TMF提升泵(8)相连;

　　所述的TMF提升泵(8)与TMF系统(9)的进水口相连;

　　所述TMF系统(9)的浓水回到TMF浓水箱(5)，TMF系统(9)的产水口与TMF产水箱(10)相连;

　　所述TMF产水箱(10)的出水口与交换提升泵(11)相连;

　　所述的交换提升泵(11)与离子交换树脂装置(12)的进水口相连;

　　所述离子交换树脂装置(12)的出水口与中间产水箱(13)相连;

　　所述中间产水箱(13)的出口与电解给水泵(14)相连;

　　所述的电解给水泵(14)与微电解双极膜装置(15)的进水口相连;

　　所述的微电解双极膜装置(15)通过中性出水口连接比较终的产品水箱(18)，微电解双极膜装置(15)分别通过酸性出水口和碱性出水口与酸液箱(16)和碱液箱(17)相连。

　　3.根据权利要求2所述的一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备，其特征在于，所述的快速澄清分离装置(2)上清液出口与一级软化装置(3)的入口之间还依次连接反应池和过滤池。

　　说明书

　　脱硫废水处理及资源化的零排放工艺与设备

　　技术领域

　　本发明属于脱硫废水零排放及资源化处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水处理及资源化的零排放工艺及其设备，根据脱硫废水水质特点、脱硫系统用水要求将在脱硫系统中属于污染物的物质可在其他领域变成有用资源，运行成本大大低于其他的零排放工艺及设备。

　　背景技术

　　现有的用于脱硫废水处理技术存在以下不足之处：

　　1、湿法烟气脱硫是硫大气污染处理一种成熟、高效的脱硫工艺，广泛应用于各种烟气脱硫装置;为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，这部分废水中含有大量的悬浮物、钙镁硬度、活性硅、重金属、COD、氯化钠、高盐量及其他特殊物质;现阶段脱硫废水基本上是简单处理后排放，这样浪费水资源，比较主要对环境带来很大影响;所以，如何综合处理回用脱硫废水，达到废水零排放并使之回用是脱硫废水处理的一种趋势，同时也是一个技术难题。

　　2、现有的关于脱硫废水处理的技术研究，方法和原理存在一些问题：

　　在中国专利号为CN104743732A《一种电厂脱硫废水零排放回用的方法》,CN104843927A《脱硫废水零排放工艺及系统》、CN105110543A《一种火力发电厂燃煤机组脱硫废水零排放系统》、CN105502792A《一种脱硫废水零排放处理方法》、CN105254101A《一种燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺》及中国专利号为201110076844《脱硫废水零排放处理方法及系统》,还有中国专利号为201110204147《脱硫废水处理方法》等现有技术，在相关脱硫废水回收利用研究中，他们共同的特点是：在脱硫废水中加入药剂，将悬浮物和部分重金属沉淀分离出来，然后将处理的水排放;或是将处理后的水通过雾化装置和静电除尘器蒸干达到零排放。上述技术工艺的缺点是：1)水未进行回用;2)简单处理后排放的脱硫废水，其中含盐量及其它污染物如重金属离子、钙镁硬度离子、硅、COD和其他污染物质都排放到环境中，对环境造成新方式的污染;3)即使达到零排放，也是比较后采用投资、运行成本更高的蒸发结晶器进行零排放处理，比较后分盐得到工业盐。

　　脱硫系统排放废水比较主要是因为废水中含有大量的氯离子(Cl-),硫酸根离子(SO42-)和镁离子(Mg2+);氯离子(Cl-)太高时，造成脱硫处理设备的腐蚀，硫酸根离子(SO42-)太高会抑制脱硫效果，而镁离子(Mg2+)太高会形成催化剂中毒，影响脱硫效果;所以脱硫过程中这三个因素达到一定浓度后就排放部分废水;基于此，采用加药处理去除镁和硫酸根离子，再选择采用微电解的方法去除氯离子，去除这三种影响因素后的废水回用到脱硫工艺配水，达到脱硫废水零排放的目的。而现有的脱硫废水零排放技术都是将废水的污染物去除后，采用蒸发结晶器或膜浓缩+蒸发结晶器的方法，将水蒸发出来，生于盐分变成杂盐或提纯得到工业盐，其投资和运行成本非常高，而且有二次固废(杂盐)产生。

　　发明内容

　　本发明的目的之一在于根据现有技术的不足，根据湿法脱硫系统用水和脱硫废水的特点及要求，提供一种脱硫废水微电解处理回用至脱硫系统中的石灰石浆液配水以达到废水零排放并将废物资源化的工艺，其投资与运行成本大大低于其他的零排放工艺。

　　本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：脱硫废水处理及资源化的零排放工艺，包括以下步骤

　　A、废水水质调节：将脱硫废水排入废水收集池，使水质波动大的废水调节为均匀的水质;

　　B、分离废水中悬浮物：通过快速澄清分离装置将脱硫废水中的悬浮物絮凝组团并快速分离，并通过污泥脱水装置将悬浮物压缩成泥饼;

　　C、一次软化：将B步骤中的上清液放入一级软化装置，通过添加氢氧化钙去除水体中的镁和硫酸根离子，直至水体中氯离子降低到1000mg/l以下，硫酸根离子降低到1500mg/l以下，镁离子降低到150mg/l以下，pH达到10.0～11.5;

　　D、二次软化：将C步骤处理后的上清液放入二级软化装置，通过二氧化碳和催化剂联合去除废水中的钙离子，直至钙离子的浓度降到100mg/L以下，固体颗粒经自然沉降后，送入污泥脱水装置脱水处理成泥饼;

　　E、过滤：通过管式膜过滤装置对D步骤处理后的上清液进行过滤，将固体悬浮物从水中分离出来，过滤后的浓水返回二级软化装置，固体颗粒经自然沉降后，脱水处理;

　　F、去除硬度：通过离子交换树脂装置对步骤E处理后的水液进行处理，去除废水中残余的硬度;

　　G、微电解除氯：通过微电解双极膜装置对步骤E处理后的氯化钠浓水溶液进行淡化，使废水的浓度降低到1000mg/L以下，出水能够满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求，同时得到酸和氢氧化钠溶液;

　　H、回用：步骤H淡化后的废水回用至脱硫系统中作为石灰石浆液配置用水，从而达到零排放。

　　本发明的目的之二在于提供一种脱硫废水微电解处理回用至脱硫系统中石灰石浆液配水以达到废水零排放并将废物资源化的设备。

　　本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备，按水流方向顺序安装的装置及部件包括废水收集池、快速澄清分离装置、一级软化装置、二级软化装置、TMF浓水箱、TMF提升泵、TMF系统、TMF产水箱、交换提升泵、离子交换树脂装置、中间产水箱、电解给水泵、微电解双极膜装置和产品水箱;所述的废水收集池由收集池和位于收集池内的潜水泵组成，潜水泵出口同时与快速澄清分离装置和一级软化装置的入口相连;所述快速澄清分离装置的上清液出口与一级软化装置的入口相连;所述的一级软化装置具有至少一个加药装置，一级软化装置上清液出口与二级软化装置的入口相连;所述的二级软化装置的上清液出口与TMF浓水箱入口相连;所述的快速澄清分离装置、一级软化装置和TMF浓水箱的底部排放口同时连接污泥泵，污泥泵连接板框压滤机的入口，板框压滤机的出口连接废水收集池;所述TMF浓水箱的出口与TMF提升泵相连;所述的TMF提升泵与TMF系统的进水口相连;所述TMF系统的浓水回到TMF浓水箱，TMF系统的产水口与TMF产水箱相连;所述TMF产水箱的出水口与交换提升泵相连;所述的交换提升泵与离子交换树脂装置的进水口相连;所述离子交换树脂装置的出水口与中间产水箱相连;所述中间产水箱的出口与电解给水泵相连;所述的电解给水泵与微电解双极膜装置的进水口相连;所述的微电解双极膜装置通过中性出水口连接产品水箱，微电解双极膜装置分别通过酸性出水口和碱性出水口与酸液箱和碱液箱相连。

　　所述的一种脱硫废水的零排放设备，其快速澄清分离装置上清液出口与一级软化装置的入口之间还依次连接反应池和过滤池。

　　本发明的有益效果是：一是能快速去除脱硫废水中的悬浮物，二是能去除废水中影响脱硫效果的镁离子和硫酸根离子，三是采用二氧化碳和催化剂去除废水中的钙离子，四是利用微电解双极膜装置对预处理后的高含盐量废水进行淡化，使处理的废水满足回用至脱硫系统的石灰石浆液配水，达到脱硫废水零排放，五是微电解双极膜装置淡化废水的过程中产生酸和氢氧化钠商品，六是运行费用低，不仅脱硫废水达到零排放，还有产生额外的经济价值(酸和氢氧化钠商品)。

　　综上所述，本发明的原理是去除影响脱硫系统中脱硫效果的镁和硫酸根离子以及进入脱硫废水中腐蚀脱硫设备的氯离子，为此目的和可实现污染物资源化的目的，还需要除去废水中钙离子，比较终处理的废水回用至脱硫系统配制石灰石浆液，从而达到废水零排放，同时在除氯离子过程中会产生酸和氢氧化钠产品，达到资源化的目的。该处理工艺简单，设备运行及能耗非常低。

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